CN211331768U - 一种焊点定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊点定位装置，涉及焊接技术领域。该焊点定位装置包括模具主体部及设置于模具主体部上的焊点定位部，焊点定位部沿预设的焊接路径设置，焊点定位部包括至少一个定位孔，定位孔与焊接路径上的焊点位置对应设置，定位孔被配置为能够对焊接工具进行限位，模具主体部被配置为能够铺设于待焊件上方并与待焊件随形配合。该焊点定位装置可用于手持焊接设备的点焊操作，能够保证焊接时焊头对准预设焊点位置，而且模具主体部有一定的形变能力，可与待焊件或工装之间良好贴合，定位孔还能限制焊头的偏移，从而更有效引导能量向待焊件方向传导，在预设焊点位置获取合格的焊点，提高焊接质量，更易于获得质量稳定的预成型体。

Description

一种焊点定位装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊点定位装置。

背景技术

超声焊接是一种适合热塑性复合材料铺层固定的焊接方法，由于超声焊接的能量来源于振动，因此在操作时焊头会不可避免发生抖动，这使得焊点的间距不稳定。同时，焊头在料层上滑动，焊点处不实，又会影响焊接质量。特别是，在工艺研究阶段往往使用便携式的手持焊接设备，手臂在对焊点施力的情况下难以兼顾稳定防止焊头滑动，使得超声点焊的位置难以精确控制，从而影响点焊的质量及稳定性。

因此，如何对现有的焊接技术进行改进，使其克服上述问题是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊点定位装置，该焊点定位装置可用于手持焊接设备的点焊操作，能够保证焊接时焊头对准预设焊点位置，而且该焊点定位装置的模具主体部有一定的形变能力，可与待焊件或工装之间良好贴合，还能限制焊头的偏移，从而更有效引导能量向待焊件方向传导，在预设焊点位置获取合格的焊点，提高焊接质量，更易于获得质量稳定的预成型体。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种焊点定位装置，包括模具主体部及设置于所述模具主体部上的焊点定位部，所述焊点定位部沿预设的焊接路径设置，所述焊点定位部包括至少一个定位孔，所述定位孔与所述焊接路径上的焊点位置对应设置，所述定位孔被配置为能够对焊接工具进行限位，所述模具主体部被配置为能够铺设于待焊件上方并与所述待焊件随形配合。

可选地，所述定位孔为通孔结构，所述通孔沿所述模具主体部的厚度方向贯穿所述模具主体部。

可选地，所述定位孔为盲孔结构。

可选地，所述盲孔的孔底与所述模具主体部的下表面的距离δ满足：0.2mm≤δ≤0.5mm。

可选地，所述模具主体部为金属材质构件。

可选地，所述模具主体部的厚度小于等于1mm。

可选地，所述焊点定位部包括多个定位孔，多个定位孔与所述焊接路径上的焊点位置一一对应设置。

可选地，还包括定位组件，所述定位组件被配置为将所述模具主体部定位在所述待焊件上。

可选地，所述定位组件包括压紧部，所述压紧部活动连接于所述模具主体部，所述压紧部被配置为将所述模具主体部压紧在所述待焊件上。

可选地，所述定位组件包括C型夹，所述C型夹活动连接于所述模具主体部，所述C型夹被配置为夹紧所述待焊件及所述模具主体部。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种焊点定位装置，包括模具主体部及设置于模具主体部上的焊点定位部，焊点定位部沿预设的焊接路径设置，焊点定位部包括至少一个定位孔，定位孔与焊接路径上的焊点位置对应设置，定位孔能够对焊接工具进行限位，模具主体部能够铺设于待焊件上方并与待焊件随形配合。该焊点定位装置上设置有与预设的焊接路径对应的焊点定位部，从而保证焊头对准预设焊点位置焊接，使得手持焊接设备的点焊操作更加方便。该焊点定位装置的模具主体部还具有一定的形变能力，可与待焊件或是待焊件工装之间随形配合，以达到良好贴合，特别适合曲面结构的待焊件。此外，焊点定位部的定位孔还能限制焊头的偏移，更能有效地引导能量向待焊件方向传导，从而在预设焊点位置获取合格的焊点，提高焊接质量，进而更易于获得质量稳定的预成型体。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的待焊件的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的全覆盖的平板型待焊件的焊点定位装置铺设前的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的全覆盖的平板型待焊件的焊点定位装置铺设后的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的非全覆盖的平板型待焊件的焊点定位装置铺设后的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的非全覆盖的曲面型待焊件的焊点定位装置铺设后的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的通孔型定位孔的焊点定位装置的剖视图；

图7是本实用新型实施例提供的盲孔型定位孔的焊点定位装置的剖视图。

图中：

10、待焊件；101、待焊件a；102、待焊件b；103、待焊件c；20、平板型工装；30、曲面型工装；

1、模具主体部；11、定位孔；2、C型夹。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

热塑性复合材料由于原料可无限期存放、可重复熔融-固结等性能特点，在航空、航天等领域中正得到越来越广泛的应用。但是热塑性复合材料预浸料的黏度一般较低，而硬度较大，在铺贴时各层之间仅靠自身黏性很难稳妥的固定，因此需要采取专门措施固定铺层，制成预成型体。

超声焊接是一种适合热塑性复合材料铺层固定的方法，通过超声振动传递能量使预浸料中的热塑性树脂熔融，辅以适当的压力待树脂冷却固结后即可将相邻料层固定在一起。由于超声焊接的能量来源于振动，因此在操作时焊头会不可避免发生抖动，这使得热塑性复合材料铺层上的焊点的间距不稳定。同时，焊头在料层上滑动，焊点处不实，又会影响焊接质量，特别是，在工艺研究阶段往往使用便携式的手持焊接设备，手臂在对焊点施力的情况下难以兼顾稳定防止焊头滑动，使得超声点焊的位置、深度等难以精确控制，从而影响点焊的质量及稳定性。为了解决上述问题，本实施例提供了一种焊点定位装置，可以作为超声焊接点焊操作时的焊点定位工具使用，尤其是用于手持焊接设备的点焊操作。

本实施例中，待焊件为热塑性复合材料片料，可以是如图2-4所示的平板型片料，也可以是如图5所示曲面型片料，使用超声焊接机沿预设的焊接路径焊接，本实施例中，预设的焊接路径为沿待焊件10的周边设置的由多个间隔设置的焊点位置形成的环形焊接路径。焊接前将待焊件10铺设于对应的工装上，如图2-4所示的平板型工装20对应平板型片料，如图5所示的曲面型工装30对应曲面型片料，铺设好后便可以焊接，焊接中要保证焊头对准预设的焊点位置点焊。整个焊接过程工装能够支撑焊头焊接作业，以使焊头向待焊件10传递稳定的焊接压力。

如图2-5所示，该焊点定位装置包括模具主体部1及设置于模具主体部1上的焊点定位部，焊点定位部沿预设的焊接路径设置，焊点定位部包括至少一个定位孔11，定位孔11与焊接路径上的焊点位置对应设置，定位孔11用于能够对焊接工具进行限位，模具主体部1用于能够铺设于待焊件10上方并与待焊件10随形配合。

该焊点定位装置上设置有与预设的焊接路径对应的焊点定位部，能保证焊头对准预设焊点位置焊接，使得手持焊接设备的点焊操作更加方便。该焊点定位装置的模具主体部1还具有一定的形变能力，可与待焊件10或是待焊件10的工装之间随形配合，以达到良好贴合，特别适合曲面结构的待焊件10(参见附图5所示)。此外，焊点定位部的定位孔11还能限制焊头的偏移，更能有效地引导能量向待焊件10方向传导，从而在预设焊点位置获取合格的焊点，提高焊接质量，进而更易于获得质量稳定的预成型体。

可选地，模具主体部1为金属材质构件，如钢、铝等金属材质，并根据待焊件10预成型体的形状进行加工。具体地，模具主体部1的形状及尺寸可以和待焊件10一样(参见附图2、3所示)，以全面覆盖待焊件10，这样更易于保护待焊件10，尤其是待焊件10的表面质量，防止焊接设备磕碰待焊件10或是焊渣飞溅到待焊件10表面，而且定位方便，无需多次定位。当然，模具主体部1也可以是非全覆盖的小尺寸覆盖待焊件10，例如条带状结构(参见附图4、5所示)，具体尺寸可以根据需要进行设置，这种条带状的结构特别适用于曲面型片料的待焊件10的焊接，以便随形配合。

关于模具主体部1的厚度设置，如果是平板型片料(参见附图2-4所示)，那么模具主体部1的厚度选择非常灵活，模具主体部1的刚性随厚度的增加而增强。如图是曲面型片料(参见附图5所示)，优选地，模具主体部1的厚度小于等于1mm，以便焊点定位装置与待焊件10的随形配合。

可选地，定位孔11可以为通孔结构，如图6所示，通孔沿模具主体部1的厚度方向贯穿模具主体部1设置。在焊接过程中，焊头伸入定位孔11与待焊件10接触，以通过振动传递能量，通过贯通的定位孔11对焊头进行定位，避免在焊接过程中焊头的移动。定位孔11还可以为盲孔结构，如图7所示，如果是盲孔形式，则优选地，盲孔的孔底与模具主体部1的下表面的距离δ满足：0.2mm≤δ≤0.5mm。因为如果δ过小，盲孔容易被焊头击穿，如果δ过大，焊接能量会被孔底剩余的模具主体部1材料吸收，使焊接能量不足以焊接待焊件10，造成焊接失败。

优选地，焊点定位部包括多个定位孔11，多个定位孔11与焊接路径上的焊点位置一一对应设置。优选地，针对待焊件10的全部预设焊点位置进行一次布设，此时每个焊点都对应有一个定位孔11，焊接时只要铺设一次焊点定位装置，提高了焊接效率。当然，也可以只针对待焊件10的部分预设焊点位置对应设置定位孔11，焊接时需要多次变换焊点定位装置的铺设位置，虽然会影响焊接效率，但是焊接也更灵活，焊点定位的效果更可控，焊点定位装置的通用性也更好。本实施例中，如图2-5所示，只对一侧的预设焊点位置设置了定位孔11。

可选地，焊点定位部还可以包括导向部，导向部沿定位孔11周边凸设，用于引导焊头进入定位孔11内，以便操作手持焊接设备。优选地，每一个定位孔11均对应设置一个导向部。该导向部可以由塑料材质或是金属材质构件制成，通过焊接等固定方式安装在模具主体部1上。

具体地，该导向部可以是全包围定位孔11的形式，也可以是半包围定位孔11的形式。可以是适合圆柱状焊头的弧槽的形式，也可以是适合立方体状焊头的直槽的形式，当然还可以采用异型槽以适应异型焊头，具体形式可以根据需要设置，在此不作限定。

实际焊接时，如果焊点定位装置较小，可以手持模具主体部1，并将模具主体部1铺设压紧在待焊件10上。优选地，可以在模具主体部1的一侧设置有手柄，在手柄上套设置防滑套，以便操作。如果焊点定位装置尺寸较大难以手动压紧时，则可辅以其他定位结构。

可选地，焊点定位装置还包括定位组件，定位组件用于将模具主体部1定位在待焊件10上。可选地，该定位组件可以包括压紧部，压紧部活动连接于模具主体部1，压紧部用于将模具主体部1压紧在待焊件10上。优选地，压紧部可以是压块，将压块置于焊点定位装置之上，利用压块自身的重量就可以实现压紧效果，简单易行。

可选地，如图3-5所示，该定位组件还可以包括C型夹2，C型夹2活动连接于模具主体部1，C型夹2用于夹紧待焊件10及模具主体部1。本实施例中，设置有两个C型夹2，分别装夹于模具主体部1的两侧，为了保证定位更可靠，优选地，将C型夹2靠近定位孔11设置。

此外，还可以在工装上设置定位结构，如在工装表面开设定位槽、设置定位销或定位挡板等。具体地，将定位槽的尺寸设置为与待焊件10相同，将模具主体部1和待焊件10均设置于定位槽内，以整体定位。或利用定位销或定位挡板围设在待焊件10的四周，都能实现良好的整体定位，结构简单，易于加工。

根据上述结构，本实施例中的待焊件10共有三层，可以是如图1所示的平板型片料，即待焊件a101、待焊件b102及待焊件c103，也可以是曲面型片料(在附图5中仅示出待焊件10而并未分别示出这三层曲面型片料)。优选地，先焊接上两层片料或下两层片料中的一组，再将剩余片料与已焊部分焊为一体，更优选地，两次焊接的焊点错开设置，以提高焊接强度，保证焊接质量。焊接操作过程具体如下：

1)将待焊件10的两层片料铺设在工装上。

2)将焊点定位装置铺设在待焊件10上，并将定位孔11调整到对准预设焊点位置，用手压紧或用C型夹2、压紧部等定位组件进行定位。

3)进行超声点焊，将焊头伸入一个预设焊点对应的定位孔11，垂直于待焊件10向下施力压紧并启动焊接开关，经焊接工艺时间后，关闭焊枪，提出焊头。

4)重复第3步的操作，直到两层片料的焊点都焊上。

5)铺设剩余片料。

6)重复2-4步骤的操作直到完成三层片料的焊点。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种焊点定位装置，其特征在于，包括模具主体部(1)及设置于所述模具主体部(1)上的焊点定位部，所述焊点定位部沿预设的焊接路径设置，所述焊点定位部包括至少一个定位孔(11)，所述定位孔(11)与所述焊接路径上的焊点位置对应设置，所述定位孔(11)被配置为能够对焊接工具进行限位，所述模具主体部(1)被配置为能够铺设于待焊件(10)上方并与所述待焊件(10)随形配合。

2.根据权利要求1所述的焊点定位装置，其特征在于，所述定位孔(11)为通孔，所述通孔沿所述模具主体部(1)的厚度方向贯穿所述模具主体部(1)。

3.根据权利要求1所述的焊点定位装置，其特征在于，所述定位孔(11)为盲孔结构。

4.根据权利要求3所述的焊点定位装置，其特征在于，所述盲孔的孔底与所述模具主体部(1)的下表面的距离δ满足：0.2mm≤δ≤0.5mm。

5.根据权利要求1所述的焊点定位装置，其特征在于，所述模具主体部(1)为金属材质构件。

6.根据权利要求1-5中任一所述的焊点定位装置，其特征在于，所述模具主体部(1)的厚度小于等于1mm。

7.根据权利要求1-5中任一所述的焊点定位装置，其特征在于，所述焊点定位部包括多个所述定位孔(11)，多个所述定位孔(11)与所述焊接路径上的焊点位置一一对应设置。

8.根据权利要求1-5中任一所述的焊点定位装置，其特征在于，还包括定位组件，所述定位组件被配置为将所述模具主体部(1)定位在所述待焊件(10)上。

9.根据权利要求8所述的焊点定位装置，其特征在于，所述定位组件包括压紧部，所述压紧部活动连接于所述模具主体部(1)，所述压紧部被配置为将所述模具主体部(1)压紧在所述待焊件(10)上。

10.根据权利要求8所述的焊点定位装置，其特征在于，所述定位组件包括C型夹(2)，所述C型夹(2)活动连接于所述模具主体部(1)，所述C型夹(2)被配置为夹紧所述待焊件(10)及所述模具主体部(1)。

Images